मातृ आयु के साथ असामान्यता का जोखिम क्यों बढ़ता है?

मानव डिंब कोशिकाएं अर्धसूत्रीविभाजन पूरा करने से पहले कई वर्षों तक अवरुद्ध रहती हैं, और गुणसूत्रों को एक साथ रखने वाला आणविक संसंजन उस समय के साथ खराब होता जाता है, जिससे पुराने डिंब कोशिकाओं में गुणसूत्रों के गलत तरीके से अलग होने की अधिक संभावना होती है।

क्या मातृ आयु प्रभाव हर गुणसूत्र के लिए समान है?

नहीं। त्रुटि में आयु-संबंधी वृद्धि एक समान नहीं है; गुणसूत्र अपनी संवेदनशीलता में भिन्न होते हैं, आंशिक रूप से उनके पुनर्संयोजन पैटर्न में अंतर और उनके संसंजन के कितनी आसानी से समझौता किया जाता है, को दर्शाते हैं।

मातृ आयु प्रभाव

मातृ आयु प्रभाव डिंब कोशिका (oocyte) में गुणसूत्र असामान्यता (aneuploidy) की आवृत्ति में वृद्धि और महिला की उम्र बढ़ने के साथ असामान्यता वाले गर्भधारण में वृद्धि को अच्छी तरह से प्रलेखित करता है। यह मानव आनुवंशिकी में सबसे अधिक पुनरुत्पादित संबंधों में से एक है और गुणसूत्र पृथक्करण (chromosome segregation) के जीव विज्ञान में एक केंद्रीय, अभी भी अपूर्ण रूप से हल की गई समस्या है।

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Definition

मातृ आयु प्रभाव बढ़ती मातृ आयु के साथ इस संभावना में वृद्धि है कि एक डिंब कोशिका अपने गुणसूत्रों को गलत तरीके से अलग कर देगी और एक असामान्यता (अक्सर ट्राइसोमिक) गर्भधारण को जन्म देगी।

Scope

यह विषय इस महामारी विज्ञान अवलोकन को शामिल करता है कि गुणसूत्र असामान्यता का जोखिम मातृ आयु के साथ बढ़ता है और इसके प्रमुख यांत्रिक स्पष्टीकरण — डिंब कोशिकाओं का लंबे समय तक अवरुद्ध रहना, सिस्टर-क्रोमैटिड संसंजन (sister-chromatid cohesion) का क्रमिक क्षरण, और जन्म से पहले स्थापित पुनर्संयोजन पैटर्न (recombination patterns) का प्रभाव। यह तंत्र और पैटर्न पर एक संदर्भ है, न कि व्यक्तिगत प्रजनन सलाह का स्रोत।

Core questions

मातृ आयु के साथ डिंब कोशिका असामान्यता का जोखिम क्यों बढ़ता है?
लंबे समय तक डिंब कोशिका अवरोध और संसंजन हानि आयु-संबंधी गलत पृथक्करण में कैसे योगदान करते हैं?
भ्रूण जीवन में स्थापित पुनर्संयोजन पैटर्न आयु-निर्भर संवेदनशीलता में क्या भूमिका निभाते हैं?

Key concepts

डिंब कोशिकाओं का लंबे समय तक डिक्टिएट (प्रोफेज I) अवरोध
सिस्टर-क्रोमैटिड संसंजन का आयु-संबंधी नुकसान
संवेदनशील (उप-इष्टतम) क्रॉसओवर विन्यास
दो-हिट मॉडल (कमजोर पुनर्संयोजन और आयु-संबंधी संसंजन गिरावट)
स्पिंडल-असेंबली चेकपॉइंट का कमजोर होना
उम्र के साथ ट्राइसोमी का जोखिम बढ़ना

Mechanisms

मानव डिंब कोशिकाएं भ्रूण जीवन के दौरान अर्धसूत्रीविभाजन (meiosis) में प्रवेश करती हैं और पुनर्संयोजन पूरा करती हैं, फिर डिंबोत्सर्जन (ovulation) पर अर्धसूत्रीविभाजन I को पूरा करने के लिए प्रत्येक को भर्ती करने से पहले प्रोफेज I में वर्षों से दशकों तक अवरुद्ध रहती हैं। सिस्टर-क्रोमैटिड संसंजन, जो जल्दी स्थापित होता है, इस अवरोध के दौरान मापने योग्य रूप से फिर से नहीं भरता है, इसलिए यह समय के साथ खराब होता जाता है; कमजोर संसंजन चियास्मेटा (chiasmata) को फिसलने और गुणसूत्रों को समय से पहले अलग होने या गलत तरीके से अलग होने की अनुमति देता है। गुणसूत्र जोड़े जिनका क्रॉसओवर अनुपस्थित या खराब स्थिति में होता है, विशेष रूप से कमजोर होते हैं, इसलिए जन्म से पहले बिछाया गया पुनर्संयोजन मानचित्र आयु-संबंधी संसंजन हानि के साथ परस्पर क्रिया करता है — एक 'दो-हिट' तस्वीर जिसमें एक संवेदनशील विनिमय विन्यास केवल तभी एक त्रुटि बन जाता है जब संसंजन विफल हो जाता है। मॉडल-जीव कार्य सीधे तौर पर दिखाता है कि कम कोहेसिन (cohesin) उम्र बढ़ने वाली डिंब कोशिकाओं को नॉनडिसजंक्शन (nondisjunction) के लिए पूर्वनिर्धारित करता है, और मानव डिंब कोशिकाओं के जीनोम-व्यापी विश्लेषण पुनर्संयोजन पैटर्न को पृथक्करण परिणामों से जोड़ते हैं (Hassold & Hunt, 2001; Nagaoka et al., 2012; Subramanian & Bickel, 2008; Gilliland & Hawley, 2005; Ottolini et al., 2015)।

Clinical relevance

मातृ आयु प्रभाव ट्राइसोमिक गर्भधारण और गर्भावस्था के नुकसान में आयु-संबंधी वृद्धि का आधार है और साइटोजेनेटिक व्याख्या और प्रसवपूर्व स्क्रीनिंग में आयु-संबंधी विचारों के लिए तर्क का हिस्सा है। यह प्रविष्टि जैविक संबंध का वर्णन करती है और व्यक्तिगत प्रजनन या स्क्रीनिंग निर्णयों का आधार नहीं है (Nagaoka et al., 2012)।

Epidemiology

बढ़ती मातृ आयु और असामान्यता वाले गर्भधारण के बीच संबंध प्रजनन आनुवंशिकी में सबसे मजबूत और सबसे लगातार पुनरुत्पादित निष्कर्षों में से एक है, जो आबादी और गुणसूत्रों में देखा गया है, जिसमें अधिक प्रजनन आयु में सबसे तेज वृद्धि होती है (Hassold & Hunt, 2001; Nagaoka et al., 2012)।

History

बड़ी मातृ आयु और डाउन सिंड्रोम के बीच संबंध बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में पहचाना गया था और एक बार गुणसूत्र ट्राइसोमी को इसके कारण के रूप में पहचाना गया था। आणविक उत्पत्ति अध्ययनों से यह स्थापित होने के बाद कि अधिकांश ट्राइसोमी मातृ अर्धसूत्रीविभाजन में उत्पन्न होते हैं, ध्यान इस बात पर केंद्रित हो गया कि डिंब कोशिका की त्रुटि दर उम्र के साथ क्यों बढ़ती है; लंबे समय तक अवरोध और संसंजन-क्षरण परिकल्पनाएं, मॉडल-जीव और मानव-डिंब कोशिका अध्ययनों द्वारा समर्थित, प्रमुख ढांचा बन गईं (Hassold & Hawley, 2005; Nagaoka et al., 2012)।

Debates

संसंजन हानि बनाम अन्य आयु-संबंधी दोषों का सापेक्ष योगदान: लंबे डिंब कोशिका अवरोध के दौरान सिस्टर-क्रोमैटिड संसंजन का नुकसान मातृ आयु प्रभाव के लिए एक प्रमुख स्पष्टीकरण है, लेकिन चेकपॉइंट कमजोर होने, स्पिंडल और अन्य दोषों का कितना योगदान है, और क्या संसंजन में गिरावट अकेले पर्याप्त है, इस पर सक्रिय रूप से शोध जारी है।

Key figures

Terry Hassold
Patricia Hunt
R. Scott Hawley
Sharon Bickel

Seminal works

hassold-hunt-2001
nagaoka-2012
gilliland-hawley-2005

Frequently asked questions

मातृ आयु के साथ असामान्यता का जोखिम क्यों बढ़ता है?: मानव डिंब कोशिकाएं अर्धसूत्रीविभाजन पूरा करने से पहले कई वर्षों तक अवरुद्ध रहती हैं, और गुणसूत्रों को एक साथ रखने वाला आणविक संसंजन उस समय के साथ खराब होता जाता है, जिससे पुराने डिंब कोशिकाओं में गुणसूत्रों के गलत तरीके से अलग होने की अधिक संभावना होती है।
क्या मातृ आयु प्रभाव हर गुणसूत्र के लिए समान है?: नहीं। त्रुटि में आयु-संबंधी वृद्धि एक समान नहीं है; गुणसूत्र अपनी संवेदनशीलता में भिन्न होते हैं, आंशिक रूप से उनके पुनर्संयोजन पैटर्न में अंतर और उनके संसंजन के कितनी आसानी से समझौता किया जाता है, को दर्शाते हैं।